laboratoire pierre aigrain
électronique et photonique quantiques
 
laboratoire pierre aigrain
 

10 décembre - 14h30 - salle Dussane

Matthieu Baillergeau
Dynamique Terahertz des nanotubes des carbone


La soutenance de thèse de Matthieu Baillergeau intitulée “Dynamique Terahertz des nanotubes des carbone”, réalisée au Laboratoire Pierre Aigrain sous la direction de Juliette Mangeney et Takis Kontos se déroulera le jeudi 10 décembre à 14h30 en salle Dussane à l’Ecole Normale Supérieure au 45 rue d’Ulm, 75005 Paris.

Résumé :

Le développement de circuits mesoscopiques avec une architecture hybride cette dernière décennie a permis d’étudier l’interaction lumière matière dans son aspect fondamental avec des photons dans le régime micro-ondes. Ces développements permettent aujourd’hui d’étudier cette interaction dans le domaine terahertz, gamme spectrale s’étendant de 0.1 THz à 10 THz (0.4 meV-41,3 meV). L’apparition de sources performantes et de méthodes de spectroscopie efficaces telles que la spectroscopie dans le domaine temporel sont des outils utilisables pour l’étude de l’interaction lumière matière dans ce domaine spectral. Dans ce travail de thèse, nous avons développé un outil afin d’étudier cette interaction dans son aspect le plus fondamental composé d’un nanotube de carbone en régime de boîte quantique et d’une cavité terahertz. Le nanotube de carbone est un élément d’autant plus adapté que sa structure électronique est régie par des énergies dont la fréquence équivalente se situe dans le terahertz. La cavité terahertz est un "split ring resonator". Le travail s’est décomposé en deux aspects, avec dans un premier temps le développement d’un banc de spectroscopie terahertz large bande (0.3 THz-20 THz) dans le domaine temporel pour l’étude des résonateurs. En utilisant un procédé original de contrôle du front d’onde d’émission de l’antenne, nous démontrons que le champ terahertz est focalisé en limite de diffraction ce qui ouvre la possibilité d’étudier des résonateurs uniques. Dans un second temps, des mesures de transport électronique ont été effectuées afin de mettre en évidence un couplage entre le résonateur et la boîte quantique. Un couplage avec un mode bosonique est observé. La conductance de ces états est modulée par la source de photons utilisée dans cette étude.Ces premières observations sont des indices marquants pour mettre en évidence un couplage entre des photons terahertz et les niveaux électroniques de la boîte quantique. Ces travaux ouvrent la voie à l’étude des mécanismes physiques dans ce paradigme aux fréquences terahertz.